光モジュール
【課題】ＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバにおいて高密度実装を可能とする構造を備えた光モジュールを提供する。
【解決手段】筐体の端部に取り付けられた光アダプタと、筐体内に搭載される光送受信アセンブリとを備え、複数の発光素子を有するＴＯＳＡと、受光素子を有するＲＯＳＡと、ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡと電気的に接続される回路基板２０とを備え、ＴＯＳＡは、筐体内において、光アダプタ側に配置され、前記複数の発光素子が対向する側面に少なくとも一組以上対向配置されたＴＯＳＡベースを有し、回路基板は、ＴＯＳＡが実装される第１のフレキシブル基板２２及び第１のフレキシブルと連結される第１のリジッド基板２１を備え、第１のフレキシブル基板は、ＴＯＳＡベースと対向するＴＯＳＡベース対向部２２ａと、ＴＯＳＡベース対向部の両端部から延びる、複数の発光素子と接続される接合部２２Ａとを備える。
【解決手段】筐体の端部に取り付けられた光アダプタと、筐体内に搭載される光送受信アセンブリとを備え、複数の発光素子を有するＴＯＳＡと、受光素子を有するＲＯＳＡと、ＴＯＳＡ及びＲＯＳＡと電気的に接続される回路基板２０とを備え、ＴＯＳＡは、筐体内において、光アダプタ側に配置され、前記複数の発光素子が対向する側面に少なくとも一組以上対向配置されたＴＯＳＡベースを有し、回路基板は、ＴＯＳＡが実装される第１のフレキシブル基板２２及び第１のフレキシブルと連結される第１のリジッド基板２１を備え、第１のフレキシブル基板は、ＴＯＳＡベースと対向するＴＯＳＡベース対向部２２ａと、ＴＯＳＡベース対向部の両端部から延びる、複数の発光素子と接続される接合部２２Ａとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関し、特にＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)用の小型光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光モジュールのＷＤＭ化が求められている。例えば、複数の光源から発光された異なる波長の光信号を結合して波長多重化する光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub Assembly）を備えた光モジュールに用いられるＴＯＳＡとして、ＬＤ（レーザーダイオード）を収納したＣＡＮパッケージを４つ同じ方向に向けて一列に並べて配置させたＴＯＳＡが知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
一方、近年、光トランシーバ等の光モジュールの更なる小型化が求められている。例えば、４０〜１００ＧｂＥ接続に対応する光ファイバのトランシーバ規格である「ＱＳＦＰ＋（Quad Small Form-factor Pluggable Plus）」に対応した、小型光トランシーバが求められており、特にＷＤＭ用の小型光トランシーバが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７９５０７号公報
【特許文献２】特開２００８−２０３４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバに、従来のＴＯＳＡ、例えば上記の特許文献１等に記載のＴＯＳＡを用いようとすると、所定の大きさのＣＡＮパッケージを４つ横に並べるスペースを要するため、その部分に基板を置くことができず、基板面積が減るので、部品の高密度実装が難しくなる。また、基板が横長となるため、横方向に部品を配置することになり、縦方向への部品配置が難しく、配線効率が悪い。さらに、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した小型光トランシーバは、カードエッジをインターフェースとして外部とやり取りを行うが、小型化によりカードエッジ部までの基板面積が狭いため、配線が困難であり、このような場合に、狭ピッチで配線をするとクロストークの影響が懸念される。
【０００６】
すなわち、従来のＴＯＳＡを、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバに用いることは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバにおいても高密度実装を可能とする構造を備えた光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［７］の光モジュールを提供する。
【０００９】
［１］筐体と、前記筐体の端部に取り付けられた光アダプタと、前記筐体内に搭載される光送受信アセンブリとを備えた光モジュールにおいて、
前記光送受信アセンブリは、光信号を出射する複数の発光素子を有するＴＯＳＡと、光信号を入射する受光素子を有するＲＯＳＡと、前記ＴＯＳＡ及び前記ＲＯＳＡと電気的に接続される回路基板とを備え、
前記ＴＯＳＡは、前記筐体内において、前記光アダプタ側に配置され、前記複数の発光素子が対向する側面に少なくとも一組以上対向配置されたＴＯＳＡベースを有し、
前記回路基板は、前記ＴＯＳＡが実装される第１のフレキシブル基板及び前記第１のフレキシブルと連結される第１のリジッド基板を備え、前記第１のフレキシブル基板は、前記ＴＯＳＡベースと対向するＴＯＳＡベース対向部と、前記ＴＯＳＡベース対向部の両端部から延びる、前記複数の発光素子と接続される接合部とを備えることを特徴とする光モジュール。
【００１０】
［２］前記回路基板は、２階建て構造を有しており、２階部分として、前記第１のフレキシブル基板及び前記第１のリジッド基板を備え、１階部分として、連結フレキシブル基板を介して前記第１のリジッド基板と連結される第２のリジッド基板を備えることを特徴とする前記［１］に記載の光モジュール。
【００１１】
［３］前記複数の発光素子は、それぞれＣＡＮパッケージに収納された形態で前記ＴＯＳＡベースに配置されていることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の光モジュール。
【００１２】
［４］前記第１のリジッド基板には、送信用の部品が配置され、配線がなされており、前記第２のリジッド基板には、受信用の部品が配置され、配線がされていることを特徴とする前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の光モジュール。
【００１３】
［５］前記ＲＯＳＡが実装される第２のフレキシブル基板が前記第２のリジッド基板に連結されていることを特徴とする前記［１］乃至［４］の何れか１つに記載の光モジュール。
【００１４】
［６］前記第２のリジッド基板は、その端部にエッジコネクタを備えることを特徴とする前記［１］乃至［５］の何れか１つに記載の光モジュール。
【００１５】
［７］前記ＴＯＳＡベースは、側面が階段状に形成されており、各段部に前記発光素子が設置されることを特徴とする前記［１］乃至［６］の何れか１つに記載の光モジュール。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバにおいても高密度実装を可能とする構造を備えた光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュール（上ケースを外した状態）の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに用いられる光送受信アセンブリを示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３の光送受信アセンブリの上面図であり、（ｂ）は、図３の光送受信アセンブリの下面図である。
【図５】図３の光送受信アセンブリに使用される回路基板の展開図である。
【図６】図３の光送受信アセンブリに使用されるＴＯＳＡの斜視図である。
【図７】図６のＴＯＳＡの断面図である。
【図８】（ａ）は、図６のＴＯＳＡを構成するＴＯＳＡベースと光部品の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図である。また、（ｃ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースを別の方向から見た場合の斜視図であり、（ｄ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースの断面上面図である。
【図９】（ａ）は、図８のＴＯＳＡベースと光部品の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔本発明の第１の実施の形態〕
（光モジュールの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュール（上ケースを外した状態）の外観を示す斜視図である。
【００１９】
本発明の第１の実施の形態に係る光モジュール１は、ＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用の光トランシーバである。
【００２０】
光モジュール１は、光モジュール１の筐体を構成する上ケース２及び下ケース３と、下ケース３に取り付けられた光アダプタ４と、筐体内に搭載される光送受信アセンブリ１０とを備える。
【００２１】
上ケース２及び下ケース３は、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した大きさで形成されている。光アダプタ４は、光モジュール１のフロント側の端部に設置されており、光コネクタが差し込まれる差し込み口（ＴＸ：送信、ＲＸ：受信）を有する。
【００２２】
（光送受信アセンブリの構成）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに用いられる光送受信アセンブリを示す斜視図である。また、図４（ａ）は、図３の光送受信アセンブリの上面図であり、（ｂ）は、図３の光送受信アセンブリの下面図である。
【００２３】
光送受信アセンブリ１０は、４波ＷＤＭ用の光送受信アセンブリであり、回路基板２０と、回路基板２０に電気的に接続されるＴＯＳＡ３０及びＲＯＳＡ４０とを備える。
【００２４】
回路基板２０は、図２に示すように、光モジュール１の筐体内において、光アダプタ４とは離れて配置され、ＴＯＳＡ３０及びＲＯＳＡ４０は、光アダプタ４側に配置される。
【００２５】
回路基板２０には、外部装置と着脱可能なカードエッジ型のエッジコネクタ２６が設けられており、エッジコネクタ２６は、光モジュール１において、図２に示すように、光アダプタ４が設けられた端部とは逆側の端部に配置される。
【００２６】
回路基板２０の構造の詳細は後述するが、回路基板２０は、２階建て構造を有しており、２階部分（第１のリジッド基板としての上側リジッド基板２１、第１のフレキシブル基板としての上側フレキシブル基板２２）と１階部分（第２のリジッド基板としての下側リジッド基板２３、第２のフレキシブル基板としての下側フレキシブル基板２４）とは屈曲させた連結フレキシブル基板２５により連結されている。
【００２７】
図２に示すように、光モジュール１の筐体内において、上側リジッド基板２１及び下側リジッド基板２３は、光アダプタ４とは逆側に配置され、上側フレキシブル基板２２及び下側フレキシブル基板２４は、光アダプタ４側に配置される。
【００２８】
ＴＯＳＡ３０は、上側フレキシブル基板２２に実装され、上側フレキシブル基板２２と下側フレキシブル基板２４とに挟まれた状態で、光モジュール１の筐体内に収納される。ＲＯＳＡ４０は、下側フレキシブル基板２４に実装される。
【００２９】
（回路基板の構成）
図５は、図３の光送受信アセンブリに使用される回路基板の展開図である。
【００３０】
回路基板２０は、上側リジッド基板２１、上側フレキシブル基板２２、下側リジッド基板２３、下側フレキシブル基板２４（図４に示す。図５では省略）、連結フレキシブル基板２５、及びエッジコネクタ２６を備える。
【００３１】
回路基板２０の大きさは、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した大きさで形成された上ケース２及び下ケース３に収納できるような大きさに調整される。
【００３２】
上側リジッド基板２１は、回路基板の２階部分を構成し、その両面には送信用の部品が実装され、配線がなされている。
【００３３】
上側フレキシブル基板２２は、上側リジッド基板２１と共に回路基板の２階部分を構成し、その下面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に下側フレキシブル基板２４と対向する内側面）側にＴＯＳＡ３０が実装され、下面には送信用の配線がなされている。光モジュール１の長手方向に上側リジッド基板２１と並んで下ケース３に収納できるように、上側フレキシブル基板２２の一端部が上側リジッド基板２１の光アダプタ４寄りの端部に連結される。
【００３４】
上側フレキシブル基板２２は、ＴＯＳＡ３０のＴＯＳＡベース３１の上面と対向する面（ＴＯＳＡベース対向面）を有するＴＯＳＡベース対向部２２ａと、ＴＯＳＡベース対向部２２ａから外側（図５における上側と下側）に向かって延びる４本のＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄとを備える。
【００３５】
ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ，２２Ｂは、対向配置されており、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ｃ，２２Ｄも対向配置されている。ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ，２２Ｂは、ＣＡＮパッケージ３２Ｃ，３２Ｄ間の距離よりも相互間の距離が長い位置に配置されたＣＡＮパッケージ３２Ａ，３２Ｂと接続できるように、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ｃ，２２Ｄよりも長く形成されている。
【００３６】
ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄのそれぞれには、ＣＡＮパッケージの４本のリードピン３２ａを挿入するための孔が４つ設けられている。ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄは、略９０°折り曲げられて、ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄと接合されることで、ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄと電気的に接続される。
【００３７】
なお、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄは、４本別々に設けたが、２２Ａ、２２Ｃは一体として設けることもでき、２２Ｂ、２２Ｄも一体として設けることもできる。動きの自由度を増すために、４本別々に設けることが好ましい。
【００３８】
下側リジッド基板２３は、回路基板の１階部分を構成し、上面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に上側リジッド基板２１と対向する内側面）には制御系の部品が実装され、配線がなされており、下面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に上側リジッド基板２１と対向する内側面とは反対側の外側面）には受信用の部品が実装され、配線がなされている。
【００３９】
下側フレキシブル基板２４は、下側リジッド基板２３と共に回路基板の１階部分を構成し、その上面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に上側フレキシブル基板２２と対向する内側面）側にＲＯＳＡ４０が実装され、上面には受信用の配線がなされている。光モジュール１の長手方向に下側リジッド基板２３と並んで下ケース３に収納できるように、下側フレキシブル基板２４の一端部が下側リジッド基板２３の光アダプタ４寄りの端部に連結される。
【００４０】
なお、下側フレキシブル基板２４は、下側リジッド基板と接続するフレキシブル基板であることが好ましいが、下側リジッド基板２３を延長したリジッド基板、又は下側リジッド基板２３からフレキ部を延長したリジッドフレキシブル基板とすることもできる。
【００４１】
連結フレキシブル基板２５は、上側リジッド基板２１と下側リジッド基板２３とを長手方向のそれぞれの一側面で連結するものであり、本実施の形態においては、送信用の配線がなされている。
【００４２】
（ＴＯＳＡの構成）
図６は、図３の光送受信アセンブリに使用されるＴＯＳＡの斜視図である。図７は、図６のＴＯＳＡの断面図である。また、図８（ａ）は、図６のＴＯＳＡを構成するＴＯＳＡベースと光部品の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図であり、（ｃ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースを別の方向から見た場合の斜視図であり、（ｄ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースの断面上面図である。
【００４３】
ＴＯＳＡ３０は、ＴＯＳＡベース３１と、ＴＯＳＡベース３１に形成された４つのＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ〜Ｄ（円形凹状孔）に設置される４つのＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄと、ＴＯＳＡベース３１内に設置されるミラー３４Ａ〜Ｄ，３４Ｆ及びコリメータレンズ３５Ａ〜Ｄと、ＴＯＳＡベース３１の光出射面（光アダプタ４側）に形成された光部品設置部３１１に設置されるフィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅと、ＴＯＳＡベース３１の光出射面（光アダプタ４側）に形成されたスリーブ設置部３１２に設置されるスリーブ３３とを備える。
【００４４】
ＴＯＳＡ３０の大きさは、回路基板２０の配置スペースを考慮しつつ、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した大きさで形成された上ケース２及び下ケース３に収納できるような大きさに調整される。
【００４５】
ＴＯＳＡベース３１は、例えばＳＵＳ等の金属からなり、直方体形状の両側面を階段状に切削した形状を有し、階段状に切削した階段部分にＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ〜Ｄが形成されている。ＣＡＮパッケージ３２Ａ，３２Ｂが対向配置されるように、ＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ，３１Ｂが対向して形成されており、ＣＡＮパッケージ３２Ｃ，３２Ｄが対向配置されるように、ＣＡＮパッケージ設置部３１Ｃ，３１Ｄが対向して形成されている。
【００４６】
階段形状は、ＴＯＳＡベース３１から光が出射する方向とは逆側に向かうほど階段が低くなる形状となるように切削形成されている。すなわち、ＴＯＳＡベース３１の光出射面から遠くなるほど、対向するＣＡＮパッケージ設置部の距離が短くなる。ゆえに、ＴＯＳＡベース３１の光出射面から遠くなるほど、対向するＣＡＮパッケージの距離が短くなる。本実施の形態においては、ＣＡＮパッケージ３２Ａ，３２Ｂ間の距離よりも、ＣＡＮパッケージ３２Ｃ，３２Ｄ間の距離の方が短い。
【００４７】
階段の高さは、ＴＯＳＡベース３１内部に形成される各ＣＡＮパッケージから出射された光の通路が重ならないように調整される。例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとする。
【００４８】
なお、ＴＯＳＡベース３１の形状は、上記の通り、側面を階段状にした形状であることが好ましいが、これに限られるものではなく、そのまま平面状の側面であってもよい。
【００４９】
ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄはそれぞれ、光信号を出射する発光素子としてのＬＤ（レーザーダイオード）（図示省略）と、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄの孔に挿入され接合されるリードピン３２ａと、発光された光を集光するレンズ３２ｂとを備える。市販のＣＡＮパッケージをＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄとして使用することができる。
【００５０】
４つのＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄは、ＣＡＮパッケージ設置部が設けられた側面に対し垂直方向かつＴＯＳＡベース３１の外側にリードピン３２ａが向くように、ＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ〜Ｄに設置される。
【００５１】
光部品であるミラー３４Ａ〜Ｄ，３４Ｆ及びコリメータレンズ３５Ａ〜Ｄは、ＴＯＳＡベース３１内に形成された光通路内に設置される。詳細については、ＴＯＳＡの動作説明にて後述する。
【００５２】
また、同じく光部品であるフィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅは、図８（ａ）等に示すように、スリーブ設置部３１２に近い方からこの順番で光部品設置部３１１に設置される。また、各光部品（フィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅ）の長さは、その設置箇所がスリーブ設置部３１２に近づくほど短くする。これらの光部品は、光合波器を構成するものである。
【００５３】
光部品設置部３１１は、階段状に切削形成されたものである。光部品設置部３１１の切削の深さ（階段の高さ）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど深くする。また、光部品設置部３１１の切削の幅（各階段の幅）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど狭くする。このように光部品設置部３１１を形成することにより、各光部品（フィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅ）の側端の辺の全部が、段差部に載せられるようにしている。
【００５４】
また、光部品設置部３１１には、図８（ｂ）に示すように、光の通路となる開口部３１３が形成されている。開口部３１３からなる通路において、ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄから出射された各光が合波されて波長多重光とされる。
【００５５】
図９（ａ）は、図８のＴＯＳＡベースと光部品の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図である。
【００５６】
図９の変形例では、図８の場合とは異なり、各光部品（フィルタ３６０Ａ，３６０Ｃ，３６０Ｄ及びミラー３４０Ｅ）の長さは、その設置箇所がスリーブ設置部３１２に近づくほど短くされておらず、すべて同じ長さである。また、光部品設置部３１１０の切削の深さ（階段の高さ）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど深くされておらず、同じ深さとされている。さらに、光部品設置部３１１０の切削の幅（各階段の幅）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど狭くされておらず、同じ幅とされている。
【００５７】
本実施の形態において、図９の変形例を採用することもできるが、当該変形例では、各光部品（フィルタ３６０Ａ，３６０Ｃ，３６０Ｄ及びミラー３４０Ｅ）の側端の辺の全部が、段差部に載せられず、側端の辺の一部しか段差部に載せられないため、フィルタが傾いてしまうおそれがあり、安定して設置することが容易でないので、前述の図８の形態とすることが好ましい。
【００５８】
スリーブ３３は、光アダプタ４のＴＸに挿入された光コネクタと光接続される。
【００５９】
（ＴＯＳＡの動作説明）
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【００６０】
図１０において、各ＣＡＮパッケージから出射された光の経路を矢印で示しており、当該経路に沿ってＴＯＳＡベース３１内部に光通路が形成されている。
【００６１】
以下に、光の経路を具体的に説明する。
ＣＡＮパッケージ３２Ａから出射された光は、ミラー３４Ａで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ａを通過して平行光とされ、フィルタ３６Ａで反射されて方向を変え、ミラー３４Ｆへ向かう。
【００６２】
ＣＡＮパッケージ３２Ｃから出射された光は、ミラー３４Ｃで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ｃを通過して平行光とされ、フィルタ３６Ｃで反射されて方向を変え、フィルタ３６Ａを透過してミラー３４Ｆへ向かう。
【００６３】
ＣＡＮパッケージ３２Ｄから出射された光は、ミラー３４Ｄで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ｄを通過して平行光とされ、フィルタ３６Ｄで反射されて方向を変え、フィルタ３６Ｃ及びフィルタ３６Ａを透過してミラー３４Ｆへ向かう。
【００６４】
ＣＡＮパッケージ３２Ｂから出射された光は、ミラー３４Ｂで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ｂを通過して平行光とされ、ミラー３４Ｅで反射されて方向を変え、フィルタ３６Ｄ、フィルタ３６Ｃ及びフィルタ３６Ａを透過してミラー３４Ｆへ向かう。
【００６５】
ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜３２Ｄから出射された各光信号は、図１０に示す通り、光部品設置部３１１に設置された光部品に到達するまでそれぞれ異なる光通路を通る。
【００６６】
フィルタ３６Ｄ〜ミラー３４Ｆ間で４波が合波され、波長多重光となり、これがミラー３４Ｆで反射されて方向を変え、スリーブ３３を経て出射される。
【００６７】
ミラー３４Ａ，３４Ｂの代わりに、フィルタを使用することで、光部品設置部３１１に設置された光部品に到達するまでの光通路を共通させることもできるが、設置精度が要求されるフィルタを出射面の光部品設置部３１１のみにまとめて設置できる点において、切削加工が容易となる、かつ、設置精度が高まるので、前述の通り、各光信号が光部品設置部３１１に設置された光部品に到達するまでそれぞれ異なる光通路を通るように光通路を形成することが好ましい。
【００６８】
（ＲＯＳＡの構成）
ＲＯＳＡ４０は、公知のＲＯＳＡを用いることができる。
【００６９】
（本発明の第１の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバにおいても高密度実装を可能とする構造を備えた光モジュールを提供することができる。
【００７０】
（２）リジッド基板間にはＴＯＳＡを配置せず、リジッド基板(例えば１．０ｍｍ)よりも薄いフレキシブル基板（例えば０．２ｍｍ）にＴＯＳＡを実装するため、厚さ方向の小型化が可能となる、或いはＴＯＳＡの寸法を大きく取れる。また、リジッド基板の面積を縦横に広く取ることができるため、部品の配置の自由度が増し、かつ配線効率が良い。また、特にカードエッジに配線をするときに、狭ピッチ配線を減らせるため、クロストークの影響を軽減できる。
【００７１】
（３）送信側高速配線(上側リジッド基板両面)と、受信側高速配線(下側リジッド基板の下面（上側リジッド基板と対向しない面)）との間を離すことができるため、クロストークの影響が軽減できる。
【００７２】
（４）上側リジッド基板との連結部位において上側フレキシブル基板に曲げを加えることでＴＯＳＡの大きさに合わせて高さ調節ができる。
【００７３】
（５）ＴＯＳＡベースにおいてＣＡＮパッケージを対向配置させ、かつ階段状に配置する構成としたため、部品配置をコンパクト化できる。また、フィルタを出射面の光部品設置部のみにまとめて設置できるため、切削加工が容易となり、かつ設置精度が高まる。また、フィルタの設置間隔も狭めることができるため、小型化ができる。
【００７４】
（６）ＴＯＳＡベースにおいてＣＡＮパッケージを対向配置させる構成としたため、送信側高速配線長を短くできる。
【００７５】
〔本発明の第２の実施の形態〕
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【００７６】
本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールは、ＴＯＳＡ及び回路基板の構造が上記第１の実施の形態に係る光モジュールと異なる。
【００７７】
すなわち、本発明の第２の実施の形態では、図１０において、ＣＡＮパッケージ３２Ａと同じ側に階段状に設置されていたＣＡＮパッケージ３２Ｃに代えて、ＣＡＮパッケージ３２Ｂ，３２Ｄ側の側面にさらに階段を一つ増やし、ＣＡＮパッケージ１３２Ｃを設置した点で上記第１の実施の形態と相違する。また、ＴＯＳＡベース形状及びＣＡＮパッケージ設置位置が変更されたことにより、これに合わせて上側フレキシブル基板２２の形状も変更される。さらに、ミラー３４Ｃ及びコリメータレンズ３５Ｃの設置位置も、ＣＡＮパッケージ設置位置の変更に伴い、図１１におけるミラー１３４Ｃ及びコリメータレンズ１３５Ｃの位置に変更される。
【００７８】
動作は、上記第１の実施の形態と同様に説明できるので、説明を省略する。
【００７９】
（本発明の第２の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏するほか、以下の効果を奏する。
（１）光源（ＣＡＮパッケージ）の位置を変更しても、フィルタの設置位置を変更せずに済むため、光源の配置に自由度が増す。また、ＴＯＳＡベースの形状を最適かつ自由に変更できる。
【００８０】
（２）２×２で対向配置させている第１の実施の形態の方がより小型化できる点においては第２の実施の形態よりも好ましい。
【００８１】
〔本発明の第３の実施の形態〕
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【００８２】
本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールは、ＴＯＳＡ及び回路基板の構造が上記第１の実施の形態に係る光モジュールと異なる。
【００８３】
すなわち、本発明の第３の実施の形態では、図１０において、ＣＡＮパッケージ３２Ａと同じ側に階段状に設置されていたＣＡＮパッケージ３２Ｃに代えて、出射面と対向する面にＣＡＮパッケージ２３２Ｃを設置した点で上記第１の実施の形態と相違する。また、ＴＯＳＡベース形状及びＣＡＮパッケージ設置位置が変更されたことにより、これに合わせて上側フレキシブル基板２２の形状も変更される。さらに、ミラー３４Ｃは不要となり、コリメータレンズ３５Ｃの設置位置も、ＣＡＮパッケージ設置位置の変更に伴い、図１２におけるコリメータレンズ２３５Ｃの位置に変更される。
【００８４】
動作は、上記第１の実施の形態と同様に説明できるので、説明を省略する。
【００８５】
（本発明の第３の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏するほか、以下の効果を奏する。
（１）光源（ＣＡＮパッケージ）の位置を変更しても、フィルタの設置位置を変更せずに済むため、光源の配置に自由度が増す。また、ＴＯＳＡベースの形状を最適かつ自由に変更できる。
【００８６】
（２）２×２で対向配置させている第１の実施の形態の方がより小型化できる点においては第３の実施の形態よりも好ましい。
【００８７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１：光モジュール、２：上ケース、３：下ケース、４：光アダプタ
１０：光送受信アセンブリ
２０：回路基板、３０：ＴＯＳＡ、４０：ＲＯＳＡ
２１：上側リジッド基板（第１のリジッド基板）
２２：上側フレキシブル基板（第１のフレキシブル基板）
２３：下側リジッド基板（第２のリジッド基板）
２４：下側フレキシブル基板（第２のフレキシブル基板）
２５：連結フレキシブル基板、２６：エッジコネクタ
２２ａ：ＴＯＳＡベース対向部
２２Ａ〜Ｄ：ＣＡＮパッケージ接合部
３１：ＴＯＳＡベース
３１Ａ〜Ｄ：ＣＡＮパッケージ設置部
３１１：光部品設置部、３１２：スリーブ設置部、３１３：開口部
３２Ａ〜Ｄ：ＣＡＮパッケージ
３２ａ：リードピン、３２ｂ：レンズ
３３：スリーブ
３４Ａ〜Ｆ：ミラー、３６Ａ，Ｃ，Ｄ：フィルタ
３５Ａ〜Ｄ：コリメータレンズ
３４０Ｅ：ミラー、３６０Ａ，Ｃ，Ｄ：フィルタ
３１１０：光部品設置部、３１３０：開口部
１３２Ｃ，２３２Ｃ：ＣＡＮパッケージ
１３４Ｃ：ミラー、１３５Ｃ，２３５Ｃ：コリメータレンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光モジュールに関し、特にＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)用の小型光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光モジュールのＷＤＭ化が求められている。例えば、複数の光源から発光された異なる波長の光信号を結合して波長多重化する光送信サブアセンブリ（ＴＯＳＡ：Transmitter Optical Sub Assembly）を備えた光モジュールに用いられるＴＯＳＡとして、ＬＤ（レーザーダイオード）を収納したＣＡＮパッケージを４つ同じ方向に向けて一列に並べて配置させたＴＯＳＡが知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
一方、近年、光トランシーバ等の光モジュールの更なる小型化が求められている。例えば、４０〜１００ＧｂＥ接続に対応する光ファイバのトランシーバ規格である「ＱＳＦＰ＋（Quad Small Form-factor Pluggable Plus）」に対応した、小型光トランシーバが求められており、特にＷＤＭ用の小型光トランシーバが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７９５０７号公報
【特許文献２】特開２００８−２０３４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバに、従来のＴＯＳＡ、例えば上記の特許文献１等に記載のＴＯＳＡを用いようとすると、所定の大きさのＣＡＮパッケージを４つ横に並べるスペースを要するため、その部分に基板を置くことができず、基板面積が減るので、部品の高密度実装が難しくなる。また、基板が横長となるため、横方向に部品を配置することになり、縦方向への部品配置が難しく、配線効率が悪い。さらに、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した小型光トランシーバは、カードエッジをインターフェースとして外部とやり取りを行うが、小型化によりカードエッジ部までの基板面積が狭いため、配線が困難であり、このような場合に、狭ピッチで配線をするとクロストークの影響が懸念される。
【０００６】
すなわち、従来のＴＯＳＡを、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバに用いることは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバにおいても高密度実装を可能とする構造を備えた光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［７］の光モジュールを提供する。
【０００９】
［１］筐体と、前記筐体の端部に取り付けられた光アダプタと、前記筐体内に搭載される光送受信アセンブリとを備えた光モジュールにおいて、
前記光送受信アセンブリは、光信号を出射する複数の発光素子を有するＴＯＳＡと、光信号を入射する受光素子を有するＲＯＳＡと、前記ＴＯＳＡ及び前記ＲＯＳＡと電気的に接続される回路基板とを備え、
前記ＴＯＳＡは、前記筐体内において、前記光アダプタ側に配置され、前記複数の発光素子が対向する側面に少なくとも一組以上対向配置されたＴＯＳＡベースを有し、
前記回路基板は、前記ＴＯＳＡが実装される第１のフレキシブル基板及び前記第１のフレキシブルと連結される第１のリジッド基板を備え、前記第１のフレキシブル基板は、前記ＴＯＳＡベースと対向するＴＯＳＡベース対向部と、前記ＴＯＳＡベース対向部の両端部から延びる、前記複数の発光素子と接続される接合部とを備えることを特徴とする光モジュール。
【００１０】
［２］前記回路基板は、２階建て構造を有しており、２階部分として、前記第１のフレキシブル基板及び前記第１のリジッド基板を備え、１階部分として、連結フレキシブル基板を介して前記第１のリジッド基板と連結される第２のリジッド基板を備えることを特徴とする前記［１］に記載の光モジュール。
【００１１】
［３］前記複数の発光素子は、それぞれＣＡＮパッケージに収納された形態で前記ＴＯＳＡベースに配置されていることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の光モジュール。
【００１２】
［４］前記第１のリジッド基板には、送信用の部品が配置され、配線がなされており、前記第２のリジッド基板には、受信用の部品が配置され、配線がされていることを特徴とする前記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の光モジュール。
【００１３】
［５］前記ＲＯＳＡが実装される第２のフレキシブル基板が前記第２のリジッド基板に連結されていることを特徴とする前記［１］乃至［４］の何れか１つに記載の光モジュール。
【００１４】
［６］前記第２のリジッド基板は、その端部にエッジコネクタを備えることを特徴とする前記［１］乃至［５］の何れか１つに記載の光モジュール。
【００１５】
［７］前記ＴＯＳＡベースは、側面が階段状に形成されており、各段部に前記発光素子が設置されることを特徴とする前記［１］乃至［６］の何れか１つに記載の光モジュール。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバにおいても高密度実装を可能とする構造を備えた光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュール（上ケースを外した状態）の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに用いられる光送受信アセンブリを示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、図３の光送受信アセンブリの上面図であり、（ｂ）は、図３の光送受信アセンブリの下面図である。
【図５】図３の光送受信アセンブリに使用される回路基板の展開図である。
【図６】図３の光送受信アセンブリに使用されるＴＯＳＡの斜視図である。
【図７】図６のＴＯＳＡの断面図である。
【図８】（ａ）は、図６のＴＯＳＡを構成するＴＯＳＡベースと光部品の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図である。また、（ｃ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースを別の方向から見た場合の斜視図であり、（ｄ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースの断面上面図である。
【図９】（ａ）は、図８のＴＯＳＡベースと光部品の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔本発明の第１の実施の形態〕
（光モジュールの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールの外観を示す斜視図である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュール（上ケースを外した状態）の外観を示す斜視図である。
【００１９】
本発明の第１の実施の形態に係る光モジュール１は、ＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用の光トランシーバである。
【００２０】
光モジュール１は、光モジュール１の筐体を構成する上ケース２及び下ケース３と、下ケース３に取り付けられた光アダプタ４と、筐体内に搭載される光送受信アセンブリ１０とを備える。
【００２１】
上ケース２及び下ケース３は、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した大きさで形成されている。光アダプタ４は、光モジュール１のフロント側の端部に設置されており、光コネクタが差し込まれる差し込み口（ＴＸ：送信、ＲＸ：受信）を有する。
【００２２】
（光送受信アセンブリの構成）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに用いられる光送受信アセンブリを示す斜視図である。また、図４（ａ）は、図３の光送受信アセンブリの上面図であり、（ｂ）は、図３の光送受信アセンブリの下面図である。
【００２３】
光送受信アセンブリ１０は、４波ＷＤＭ用の光送受信アセンブリであり、回路基板２０と、回路基板２０に電気的に接続されるＴＯＳＡ３０及びＲＯＳＡ４０とを備える。
【００２４】
回路基板２０は、図２に示すように、光モジュール１の筐体内において、光アダプタ４とは離れて配置され、ＴＯＳＡ３０及びＲＯＳＡ４０は、光アダプタ４側に配置される。
【００２５】
回路基板２０には、外部装置と着脱可能なカードエッジ型のエッジコネクタ２６が設けられており、エッジコネクタ２６は、光モジュール１において、図２に示すように、光アダプタ４が設けられた端部とは逆側の端部に配置される。
【００２６】
回路基板２０の構造の詳細は後述するが、回路基板２０は、２階建て構造を有しており、２階部分（第１のリジッド基板としての上側リジッド基板２１、第１のフレキシブル基板としての上側フレキシブル基板２２）と１階部分（第２のリジッド基板としての下側リジッド基板２３、第２のフレキシブル基板としての下側フレキシブル基板２４）とは屈曲させた連結フレキシブル基板２５により連結されている。
【００２７】
図２に示すように、光モジュール１の筐体内において、上側リジッド基板２１及び下側リジッド基板２３は、光アダプタ４とは逆側に配置され、上側フレキシブル基板２２及び下側フレキシブル基板２４は、光アダプタ４側に配置される。
【００２８】
ＴＯＳＡ３０は、上側フレキシブル基板２２に実装され、上側フレキシブル基板２２と下側フレキシブル基板２４とに挟まれた状態で、光モジュール１の筐体内に収納される。ＲＯＳＡ４０は、下側フレキシブル基板２４に実装される。
【００２９】
（回路基板の構成）
図５は、図３の光送受信アセンブリに使用される回路基板の展開図である。
【００３０】
回路基板２０は、上側リジッド基板２１、上側フレキシブル基板２２、下側リジッド基板２３、下側フレキシブル基板２４（図４に示す。図５では省略）、連結フレキシブル基板２５、及びエッジコネクタ２６を備える。
【００３１】
回路基板２０の大きさは、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した大きさで形成された上ケース２及び下ケース３に収納できるような大きさに調整される。
【００３２】
上側リジッド基板２１は、回路基板の２階部分を構成し、その両面には送信用の部品が実装され、配線がなされている。
【００３３】
上側フレキシブル基板２２は、上側リジッド基板２１と共に回路基板の２階部分を構成し、その下面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に下側フレキシブル基板２４と対向する内側面）側にＴＯＳＡ３０が実装され、下面には送信用の配線がなされている。光モジュール１の長手方向に上側リジッド基板２１と並んで下ケース３に収納できるように、上側フレキシブル基板２２の一端部が上側リジッド基板２１の光アダプタ４寄りの端部に連結される。
【００３４】
上側フレキシブル基板２２は、ＴＯＳＡ３０のＴＯＳＡベース３１の上面と対向する面（ＴＯＳＡベース対向面）を有するＴＯＳＡベース対向部２２ａと、ＴＯＳＡベース対向部２２ａから外側（図５における上側と下側）に向かって延びる４本のＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄとを備える。
【００３５】
ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ，２２Ｂは、対向配置されており、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ｃ，２２Ｄも対向配置されている。ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ，２２Ｂは、ＣＡＮパッケージ３２Ｃ，３２Ｄ間の距離よりも相互間の距離が長い位置に配置されたＣＡＮパッケージ３２Ａ，３２Ｂと接続できるように、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ｃ，２２Ｄよりも長く形成されている。
【００３６】
ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄのそれぞれには、ＣＡＮパッケージの４本のリードピン３２ａを挿入するための孔が４つ設けられている。ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄは、略９０°折り曲げられて、ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄと接合されることで、ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄと電気的に接続される。
【００３７】
なお、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄは、４本別々に設けたが、２２Ａ、２２Ｃは一体として設けることもでき、２２Ｂ、２２Ｄも一体として設けることもできる。動きの自由度を増すために、４本別々に設けることが好ましい。
【００３８】
下側リジッド基板２３は、回路基板の１階部分を構成し、上面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に上側リジッド基板２１と対向する内側面）には制御系の部品が実装され、配線がなされており、下面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に上側リジッド基板２１と対向する内側面とは反対側の外側面）には受信用の部品が実装され、配線がなされている。
【００３９】
下側フレキシブル基板２４は、下側リジッド基板２３と共に回路基板の１階部分を構成し、その上面（連結フレキシブル基板２５を屈曲させた際に上側フレキシブル基板２２と対向する内側面）側にＲＯＳＡ４０が実装され、上面には受信用の配線がなされている。光モジュール１の長手方向に下側リジッド基板２３と並んで下ケース３に収納できるように、下側フレキシブル基板２４の一端部が下側リジッド基板２３の光アダプタ４寄りの端部に連結される。
【００４０】
なお、下側フレキシブル基板２４は、下側リジッド基板と接続するフレキシブル基板であることが好ましいが、下側リジッド基板２３を延長したリジッド基板、又は下側リジッド基板２３からフレキ部を延長したリジッドフレキシブル基板とすることもできる。
【００４１】
連結フレキシブル基板２５は、上側リジッド基板２１と下側リジッド基板２３とを長手方向のそれぞれの一側面で連結するものであり、本実施の形態においては、送信用の配線がなされている。
【００４２】
（ＴＯＳＡの構成）
図６は、図３の光送受信アセンブリに使用されるＴＯＳＡの斜視図である。図７は、図６のＴＯＳＡの断面図である。また、図８（ａ）は、図６のＴＯＳＡを構成するＴＯＳＡベースと光部品の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図であり、（ｃ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースを別の方向から見た場合の斜視図であり、（ｄ）は、（ａ）のＴＯＳＡベースの断面上面図である。
【００４３】
ＴＯＳＡ３０は、ＴＯＳＡベース３１と、ＴＯＳＡベース３１に形成された４つのＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ〜Ｄ（円形凹状孔）に設置される４つのＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄと、ＴＯＳＡベース３１内に設置されるミラー３４Ａ〜Ｄ，３４Ｆ及びコリメータレンズ３５Ａ〜Ｄと、ＴＯＳＡベース３１の光出射面（光アダプタ４側）に形成された光部品設置部３１１に設置されるフィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅと、ＴＯＳＡベース３１の光出射面（光アダプタ４側）に形成されたスリーブ設置部３１２に設置されるスリーブ３３とを備える。
【００４４】
ＴＯＳＡ３０の大きさは、回路基板２０の配置スペースを考慮しつつ、ＱＳＦＰ＋規格に準拠した大きさで形成された上ケース２及び下ケース３に収納できるような大きさに調整される。
【００４５】
ＴＯＳＡベース３１は、例えばＳＵＳ等の金属からなり、直方体形状の両側面を階段状に切削した形状を有し、階段状に切削した階段部分にＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ〜Ｄが形成されている。ＣＡＮパッケージ３２Ａ，３２Ｂが対向配置されるように、ＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ，３１Ｂが対向して形成されており、ＣＡＮパッケージ３２Ｃ，３２Ｄが対向配置されるように、ＣＡＮパッケージ設置部３１Ｃ，３１Ｄが対向して形成されている。
【００４６】
階段形状は、ＴＯＳＡベース３１から光が出射する方向とは逆側に向かうほど階段が低くなる形状となるように切削形成されている。すなわち、ＴＯＳＡベース３１の光出射面から遠くなるほど、対向するＣＡＮパッケージ設置部の距離が短くなる。ゆえに、ＴＯＳＡベース３１の光出射面から遠くなるほど、対向するＣＡＮパッケージの距離が短くなる。本実施の形態においては、ＣＡＮパッケージ３２Ａ，３２Ｂ間の距離よりも、ＣＡＮパッケージ３２Ｃ，３２Ｄ間の距離の方が短い。
【００４７】
階段の高さは、ＴＯＳＡベース３１内部に形成される各ＣＡＮパッケージから出射された光の通路が重ならないように調整される。例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとする。
【００４８】
なお、ＴＯＳＡベース３１の形状は、上記の通り、側面を階段状にした形状であることが好ましいが、これに限られるものではなく、そのまま平面状の側面であってもよい。
【００４９】
ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄはそれぞれ、光信号を出射する発光素子としてのＬＤ（レーザーダイオード）（図示省略）と、ＣＡＮパッケージ接合部２２Ａ〜Ｄの孔に挿入され接合されるリードピン３２ａと、発光された光を集光するレンズ３２ｂとを備える。市販のＣＡＮパッケージをＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄとして使用することができる。
【００５０】
４つのＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄは、ＣＡＮパッケージ設置部が設けられた側面に対し垂直方向かつＴＯＳＡベース３１の外側にリードピン３２ａが向くように、ＣＡＮパッケージ設置部３１Ａ〜Ｄに設置される。
【００５１】
光部品であるミラー３４Ａ〜Ｄ，３４Ｆ及びコリメータレンズ３５Ａ〜Ｄは、ＴＯＳＡベース３１内に形成された光通路内に設置される。詳細については、ＴＯＳＡの動作説明にて後述する。
【００５２】
また、同じく光部品であるフィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅは、図８（ａ）等に示すように、スリーブ設置部３１２に近い方からこの順番で光部品設置部３１１に設置される。また、各光部品（フィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅ）の長さは、その設置箇所がスリーブ設置部３１２に近づくほど短くする。これらの光部品は、光合波器を構成するものである。
【００５３】
光部品設置部３１１は、階段状に切削形成されたものである。光部品設置部３１１の切削の深さ（階段の高さ）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど深くする。また、光部品設置部３１１の切削の幅（各階段の幅）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど狭くする。このように光部品設置部３１１を形成することにより、各光部品（フィルタ３６Ａ，３６Ｃ，３６Ｄ及びミラー３４Ｅ）の側端の辺の全部が、段差部に載せられるようにしている。
【００５４】
また、光部品設置部３１１には、図８（ｂ）に示すように、光の通路となる開口部３１３が形成されている。開口部３１３からなる通路において、ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜Ｄから出射された各光が合波されて波長多重光とされる。
【００５５】
図９（ａ）は、図８のＴＯＳＡベースと光部品の変形例を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）から光部品を外した状態におけるＴＯＳＡベースの斜視図である。
【００５６】
図９の変形例では、図８の場合とは異なり、各光部品（フィルタ３６０Ａ，３６０Ｃ，３６０Ｄ及びミラー３４０Ｅ）の長さは、その設置箇所がスリーブ設置部３１２に近づくほど短くされておらず、すべて同じ長さである。また、光部品設置部３１１０の切削の深さ（階段の高さ）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど深くされておらず、同じ深さとされている。さらに、光部品設置部３１１０の切削の幅（各階段の幅）は、スリーブ設置部３１２に近づくほど狭くされておらず、同じ幅とされている。
【００５７】
本実施の形態において、図９の変形例を採用することもできるが、当該変形例では、各光部品（フィルタ３６０Ａ，３６０Ｃ，３６０Ｄ及びミラー３４０Ｅ）の側端の辺の全部が、段差部に載せられず、側端の辺の一部しか段差部に載せられないため、フィルタが傾いてしまうおそれがあり、安定して設置することが容易でないので、前述の図８の形態とすることが好ましい。
【００５８】
スリーブ３３は、光アダプタ４のＴＸに挿入された光コネクタと光接続される。
【００５９】
（ＴＯＳＡの動作説明）
図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【００６０】
図１０において、各ＣＡＮパッケージから出射された光の経路を矢印で示しており、当該経路に沿ってＴＯＳＡベース３１内部に光通路が形成されている。
【００６１】
以下に、光の経路を具体的に説明する。
ＣＡＮパッケージ３２Ａから出射された光は、ミラー３４Ａで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ａを通過して平行光とされ、フィルタ３６Ａで反射されて方向を変え、ミラー３４Ｆへ向かう。
【００６２】
ＣＡＮパッケージ３２Ｃから出射された光は、ミラー３４Ｃで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ｃを通過して平行光とされ、フィルタ３６Ｃで反射されて方向を変え、フィルタ３６Ａを透過してミラー３４Ｆへ向かう。
【００６３】
ＣＡＮパッケージ３２Ｄから出射された光は、ミラー３４Ｄで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ｄを通過して平行光とされ、フィルタ３６Ｄで反射されて方向を変え、フィルタ３６Ｃ及びフィルタ３６Ａを透過してミラー３４Ｆへ向かう。
【００６４】
ＣＡＮパッケージ３２Ｂから出射された光は、ミラー３４Ｂで反射されて方向を変え、光通路に設置されたコリメータレンズ３５Ｂを通過して平行光とされ、ミラー３４Ｅで反射されて方向を変え、フィルタ３６Ｄ、フィルタ３６Ｃ及びフィルタ３６Ａを透過してミラー３４Ｆへ向かう。
【００６５】
ＣＡＮパッケージ３２Ａ〜３２Ｄから出射された各光信号は、図１０に示す通り、光部品設置部３１１に設置された光部品に到達するまでそれぞれ異なる光通路を通る。
【００６６】
フィルタ３６Ｄ〜ミラー３４Ｆ間で４波が合波され、波長多重光となり、これがミラー３４Ｆで反射されて方向を変え、スリーブ３３を経て出射される。
【００６７】
ミラー３４Ａ，３４Ｂの代わりに、フィルタを使用することで、光部品設置部３１１に設置された光部品に到達するまでの光通路を共通させることもできるが、設置精度が要求されるフィルタを出射面の光部品設置部３１１のみにまとめて設置できる点において、切削加工が容易となる、かつ、設置精度が高まるので、前述の通り、各光信号が光部品設置部３１１に設置された光部品に到達するまでそれぞれ異なる光通路を通るように光通路を形成することが好ましい。
【００６８】
（ＲＯＳＡの構成）
ＲＯＳＡ４０は、公知のＲＯＳＡを用いることができる。
【００６９】
（本発明の第１の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ＷＤＭ用小型光トランシーバ、例えばＱＳＦＰ＋規格に準拠したＷＤＭ用小型光トランシーバにおいても高密度実装を可能とする構造を備えた光モジュールを提供することができる。
【００７０】
（２）リジッド基板間にはＴＯＳＡを配置せず、リジッド基板(例えば１．０ｍｍ)よりも薄いフレキシブル基板（例えば０．２ｍｍ）にＴＯＳＡを実装するため、厚さ方向の小型化が可能となる、或いはＴＯＳＡの寸法を大きく取れる。また、リジッド基板の面積を縦横に広く取ることができるため、部品の配置の自由度が増し、かつ配線効率が良い。また、特にカードエッジに配線をするときに、狭ピッチ配線を減らせるため、クロストークの影響を軽減できる。
【００７１】
（３）送信側高速配線(上側リジッド基板両面)と、受信側高速配線(下側リジッド基板の下面（上側リジッド基板と対向しない面)）との間を離すことができるため、クロストークの影響が軽減できる。
【００７２】
（４）上側リジッド基板との連結部位において上側フレキシブル基板に曲げを加えることでＴＯＳＡの大きさに合わせて高さ調節ができる。
【００７３】
（５）ＴＯＳＡベースにおいてＣＡＮパッケージを対向配置させ、かつ階段状に配置する構成としたため、部品配置をコンパクト化できる。また、フィルタを出射面の光部品設置部のみにまとめて設置できるため、切削加工が容易となり、かつ設置精度が高まる。また、フィルタの設置間隔も狭めることができるため、小型化ができる。
【００７４】
（６）ＴＯＳＡベースにおいてＣＡＮパッケージを対向配置させる構成としたため、送信側高速配線長を短くできる。
【００７５】
〔本発明の第２の実施の形態〕
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【００７６】
本発明の第２の実施の形態に係る光モジュールは、ＴＯＳＡ及び回路基板の構造が上記第１の実施の形態に係る光モジュールと異なる。
【００７７】
すなわち、本発明の第２の実施の形態では、図１０において、ＣＡＮパッケージ３２Ａと同じ側に階段状に設置されていたＣＡＮパッケージ３２Ｃに代えて、ＣＡＮパッケージ３２Ｂ，３２Ｄ側の側面にさらに階段を一つ増やし、ＣＡＮパッケージ１３２Ｃを設置した点で上記第１の実施の形態と相違する。また、ＴＯＳＡベース形状及びＣＡＮパッケージ設置位置が変更されたことにより、これに合わせて上側フレキシブル基板２２の形状も変更される。さらに、ミラー３４Ｃ及びコリメータレンズ３５Ｃの設置位置も、ＣＡＮパッケージ設置位置の変更に伴い、図１１におけるミラー１３４Ｃ及びコリメータレンズ１３５Ｃの位置に変更される。
【００７８】
動作は、上記第１の実施の形態と同様に説明できるので、説明を省略する。
【００７９】
（本発明の第２の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏するほか、以下の効果を奏する。
（１）光源（ＣＡＮパッケージ）の位置を変更しても、フィルタの設置位置を変更せずに済むため、光源の配置に自由度が増す。また、ＴＯＳＡベースの形状を最適かつ自由に変更できる。
【００８０】
（２）２×２で対向配置させている第１の実施の形態の方がより小型化できる点においては第２の実施の形態よりも好ましい。
【００８１】
〔本発明の第３の実施の形態〕
図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールに使用されるＴＯＳＡの構成と動作を説明する図である。
【００８２】
本発明の第３の実施の形態に係る光モジュールは、ＴＯＳＡ及び回路基板の構造が上記第１の実施の形態に係る光モジュールと異なる。
【００８３】
すなわち、本発明の第３の実施の形態では、図１０において、ＣＡＮパッケージ３２Ａと同じ側に階段状に設置されていたＣＡＮパッケージ３２Ｃに代えて、出射面と対向する面にＣＡＮパッケージ２３２Ｃを設置した点で上記第１の実施の形態と相違する。また、ＴＯＳＡベース形状及びＣＡＮパッケージ設置位置が変更されたことにより、これに合わせて上側フレキシブル基板２２の形状も変更される。さらに、ミラー３４Ｃは不要となり、コリメータレンズ３５Ｃの設置位置も、ＣＡＮパッケージ設置位置の変更に伴い、図１２におけるコリメータレンズ２３５Ｃの位置に変更される。
【００８４】
動作は、上記第１の実施の形態と同様に説明できるので、説明を省略する。
【００８５】
（本発明の第３の実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏するほか、以下の効果を奏する。
（１）光源（ＣＡＮパッケージ）の位置を変更しても、フィルタの設置位置を変更せずに済むため、光源の配置に自由度が増す。また、ＴＯＳＡベースの形状を最適かつ自由に変更できる。
【００８６】
（２）２×２で対向配置させている第１の実施の形態の方がより小型化できる点においては第３の実施の形態よりも好ましい。
【００８７】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１：光モジュール、２：上ケース、３：下ケース、４：光アダプタ
１０：光送受信アセンブリ
２０：回路基板、３０：ＴＯＳＡ、４０：ＲＯＳＡ
２１：上側リジッド基板（第１のリジッド基板）
２２：上側フレキシブル基板（第１のフレキシブル基板）
２３：下側リジッド基板（第２のリジッド基板）
２４：下側フレキシブル基板（第２のフレキシブル基板）
２５：連結フレキシブル基板、２６：エッジコネクタ
２２ａ：ＴＯＳＡベース対向部
２２Ａ〜Ｄ：ＣＡＮパッケージ接合部
３１：ＴＯＳＡベース
３１Ａ〜Ｄ：ＣＡＮパッケージ設置部
３１１：光部品設置部、３１２：スリーブ設置部、３１３：開口部
３２Ａ〜Ｄ：ＣＡＮパッケージ
３２ａ：リードピン、３２ｂ：レンズ
３３：スリーブ
３４Ａ〜Ｆ：ミラー、３６Ａ，Ｃ，Ｄ：フィルタ
３５Ａ〜Ｄ：コリメータレンズ
３４０Ｅ：ミラー、３６０Ａ，Ｃ，Ｄ：フィルタ
３１１０：光部品設置部、３１３０：開口部
１３２Ｃ，２３２Ｃ：ＣＡＮパッケージ
１３４Ｃ：ミラー、１３５Ｃ，２３５Ｃ：コリメータレンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体の端部に取り付けられた光アダプタと、前記筐体内に搭載される光送受信アセンブリとを備えた光モジュールにおいて、
前記光送受信アセンブリは、光信号を出射する複数の発光素子を有するＴＯＳＡと、光信号を入射する受光素子を有するＲＯＳＡと、前記ＴＯＳＡ及び前記ＲＯＳＡと電気的に接続される回路基板とを備え、
前記ＴＯＳＡは、前記筐体内において、前記光アダプタ側に配置され、前記複数の発光素子が対向する側面に少なくとも一組以上対向配置されたＴＯＳＡベースを有し、
前記回路基板は、前記ＴＯＳＡが実装される第１のフレキシブル基板及び前記第１のフレキシブルと連結される第１のリジッド基板を備え、前記第１のフレキシブル基板は、前記ＴＯＳＡベースと対向するＴＯＳＡベース対向部と、前記ＴＯＳＡベース対向部の両端部から延びる、前記複数の発光素子と接続される接合部とを備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記回路基板は、２階建て構造を有しており、２階部分として、前記第１のフレキシブル基板及び前記第１のリジッド基板を備え、１階部分として、連結フレキシブル基板を介して前記第１のリジッド基板と連結される第２のリジッド基板を備えることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記複数の発光素子は、それぞれＣＡＮパッケージに収納された形態で前記ＴＯＳＡベースに配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第１のリジッド基板には、送信用の部品が配置され、配線がなされており、前記第２のリジッド基板には、受信用の部品が配置され、配線がされていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記ＲＯＳＡが実装される第２のフレキシブル基板が前記第２のリジッド基板に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第２のリジッド基板は、その端部にエッジコネクタを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記ＴＯＳＡベースは、側面が階段状に形成されており、各段部に前記発光素子が設置されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項１】
筐体と、前記筐体の端部に取り付けられた光アダプタと、前記筐体内に搭載される光送受信アセンブリとを備えた光モジュールにおいて、
前記光送受信アセンブリは、光信号を出射する複数の発光素子を有するＴＯＳＡと、光信号を入射する受光素子を有するＲＯＳＡと、前記ＴＯＳＡ及び前記ＲＯＳＡと電気的に接続される回路基板とを備え、
前記ＴＯＳＡは、前記筐体内において、前記光アダプタ側に配置され、前記複数の発光素子が対向する側面に少なくとも一組以上対向配置されたＴＯＳＡベースを有し、
前記回路基板は、前記ＴＯＳＡが実装される第１のフレキシブル基板及び前記第１のフレキシブルと連結される第１のリジッド基板を備え、前記第１のフレキシブル基板は、前記ＴＯＳＡベースと対向するＴＯＳＡベース対向部と、前記ＴＯＳＡベース対向部の両端部から延びる、前記複数の発光素子と接続される接合部とを備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記回路基板は、２階建て構造を有しており、２階部分として、前記第１のフレキシブル基板及び前記第１のリジッド基板を備え、１階部分として、連結フレキシブル基板を介して前記第１のリジッド基板と連結される第２のリジッド基板を備えることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記複数の発光素子は、それぞれＣＡＮパッケージに収納された形態で前記ＴＯＳＡベースに配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記第１のリジッド基板には、送信用の部品が配置され、配線がなされており、前記第２のリジッド基板には、受信用の部品が配置され、配線がされていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記ＲＯＳＡが実装される第２のフレキシブル基板が前記第２のリジッド基板に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記第２のリジッド基板は、その端部にエッジコネクタを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記ＴＯＳＡベースは、側面が階段状に形成されており、各段部に前記発光素子が設置されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図８（ｃ）】
【図８（ｄ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図８（ｃ）】
【図８（ｄ）】
【図９（ａ）】
【図９（ｂ）】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１０４９８２（Ｐ２０１３−１０４９８２Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８０８２（Ｐ２０１１−２４８０８２）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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